Алюминий играет ключевую роль в мобильности, но до 50% материала, используемого в процессах штамповки, распространенных в операциях массового производства, было потрачено впустую, потому что не было способа отделить производственные отходы для переработки. Steinert LSS (лазерная сортировочная система) обеспечивает чистое разделение сплавов друг от друга.

 

При штамповке панелей кузова автомобиля до 50 процентов материала образует производственный лом, который является ценным ресурсом, который по экономическим и экологическим причинам должен оставаться в производственном цикле. Для этого, однако, необходимо предварительно отсортировать лом на правильно разделенные типы сплавов, чтобы можно было использовать потоки полученного материала после переплавки без понижения или легирования добавок. «До сих пор признанным современным уровнем техники было сухое механическое разделение алюминиевых сплавов 2ххх и 7ххх с более высоким содержанием меди или цинка с помощью Steinert XSS T (рентгеновская передача)», - говорит Уве Хабич, технический директор Steinert. Однако разделение алюминиевого лома на несмешанные типы в группах сплавов от 1ххх до 7ххх до сих пор не осуществимо в технологическом масштабе, поскольку до настоящего времени не было никакой действующей и промышленно пригодной технологии. «Наша система лазерной сортировки Steinert LSS, в которой используется новейшая технология LIBS, теперь делает это возможным и усиливает процесс сортировки.

 

По словам Карла Хоффмана, менеджера по развитию бизнеса в Steinert, компания разработала систему, потому что «более широкое использование проката из алюминиевой продукции в автомобильной промышленности (сплавы серии 5xxx и серии 6xxx) быстро создаст большое количество нового лома, который необходимо отсортировать. или разделены в соответствии с серией сплавов. Кроме того, в то же время растет спрос на переработанный алюминий. Как специалист по сортировке, мы реагируем на это развитие с помощью встроенного STEINERT LSS, в котором используется новейшая технология LIBS. Наши продукты предназначены для компаний, которые перерабатывают новый лом или производственные отходы на предприятиях по штамповке алюминия - в компаниях, которым необходимо разделять сплавы серий 5xxx и 6xxx, чтобы переработанный алюминий можно было использовать на тех же этапах процесса создания стоимости ».

 

При сортировке отходов штамповки из сплавов серии 5xxx и серии 6xxx первый шаг состоит в изоляции кусков в смеси измельченных материалов, чтобы их можно было обработать с помощью системы сортировки на основе датчиков. «Для этой системы мы создали установку, состоящую из нескольких конвейерных каналов и конвейерных лент, которая гарантирует, что материал всегда проходит через лазер таким образом, что лазерные импульсы ударяются о поверхность материала. Эти импульсы испаряют мельчайшие частицы материала. Этот процесс создает видимый свет, который одновременно регистрируется и анализируется, чтобы идентифицировать сплав и его отдельные компоненты, а также их процентное содержание в сплаве », - говорит Хабич. Процесс сортировки происходит при высокой скорости конвейера от 2 до 3 м / с. Методы калибровки, хранящиеся в измерительном блоке, регулярно анализируют концентрации легирующих элементов Cu, Fe, Mg, Mn, Si, Zn и Cr.

 

В каждом случае выделенная лазером фракция сплава или алюминия отделяется, например, сплав 6ххх, в то время как остальная часть материала на конвейерной ленте проходит дальше. «В нашей лаборатории при испытаниях достигается коэффициент разделения 90% при чистоте 99%», - говорит Хабич. В испытаниях использовались несортированные сплавы 5ххх и 6ххх, поставляемые прокатным цехом, который восстанавливает смесь материалов с автомобильного завода, который обычно плавит его напрямую.

Поскольку установка не работает на пределе своих мощностей, во втором проходе сортировки весь неопознанный материал может быть сфокусирован и отделен, так что тогда есть две фракции чистого алюминия и остаточная фракция. «С другой стороны, после первого прохода оставшиеся количества, безусловно, не являются отходами, но могут быть проданы по обычной цене лома, только без дополнительных надбавок», - продолжает он.

Можно подумать, что лом сплава можно было отделить непосредственно на штамповочных заводах, следуя такому девизу: «5000-е в синий контейнер, а 6000-й - в красный». Тем не менее, следует иметь в виду, что на штамповочных установках используется несколько прессов, которые гибко используются для различных продуктов и сплавов. Общее количество лома, полученного из разных сплавов, с трудом может быть удалено отдельно. Обычно за прессами располагаются очистные конвейеры для лома, которые транспортируются на большой сборочный конвейер, где, самое позднее, они смешиваются.

Окупаемость инвестиций менее чем за год

Благодаря своей новой технологии сортировки Steinert в основном работает с переработчиками нового лома или отходов производства. Такие компании в основном заинтересованы в типовой очистке сплавов, потому что материал, отсортированный по типу, может продаваться с наценкой. Тем временем, специалист по сортировке ведет переговоры с переработчиком металла, который получает отходы производства, относительно пилотной операции для производственных мощностей.

Для переработчика металла этот процесс сортировки с помощью лазерной спектроскопии может окупиться в финансовом отношении за относительно короткое время. Согласно данным по переработке металлов, выручка от 300 до 400 евро за тонну может быть получена путем сортировки алюминиевого лома на чистые фракции. Это сопоставимо с расходами на сортировку от 20 до 30 евро за тонну при использовании оборудования с датчиком.

 

Устройство, предлагаемое Steinert, достигает производительности в несколько тонн в час. «Тем не менее, даже при производительности всего одна тонна в час, при 300 евро дополнительной выручки и времени работы 8000 часов в год дополнительная выручка составляет 2,4 миллиона евро», - считает Хабич. В этом примере расчета устройство окупится примерно через полгода. Консервативный подход, предусматривающий более скромную надбавку, все же дает срок окупаемости менее года.

Начнем с того, что новая технология сортировки Steinert направлена на новый алюминиевый лом. Однако с увеличением количества переработанных сплавов из утилизированных автомобильных отходов технология должна становиться все более и более интересной и для старого лома. Тем не менее, даже сегодня крупные компании, занимающиеся демонтажем автомобилей, производят соответствующее количество деформируемых алюминиевых сплавов, для которых приобретение сортировочного оборудования, использующего технологию LIBS, должно приносить прибыль.

Что такое LIBS?

 

LIBS (лазерно-индуцированная пробойная спектроскопия) - это метод измерения, с помощью которого идентифицируется сортируемый материал. В этом типе лазерной спектроскопии высокоэнергетический лазерный импульс направляется на исследуемый образец. Это испаряет мельчайшую частицу материала на поверхности, и образуется плазма, в которой атомы, ионы и молекулы находятся в состоянии с более высокой энергией и, следовательно, излучают свет. Эти излучения собираются с помощью оптических компонентов и отправляются на спектрометр. В спектрометре создается зависимый от длины волны спектр, который содержит значимые атомные линии элементов в материале образца.

Основным преимуществом технологии LIBS является то, что спектральная интенсивность атомных линий пропорциональна концентрации элементов в образце. Соответственно, метод измерения LIBS может использоваться для количественного анализа элементов.

 

LIBS - это многоэлементный аналитический процесс. Из каждого измеренного спектра можно определить содержание всех элементов, присутствующих в образце. Кроме того, короткое время измерения и анализа являются дополнительными преимуществами использования этого метода в условиях промышленного процесса с высокой количественной пропускной способностью.

Будучи быстрым аналитическим методом для алюминиевых сплавов, ручные инструменты LIBS уже обеспечивают надежный метод, который ценится трейдерами и переработчиками лома. За последние десять лет основные компоненты анализаторов LIBS получили существенное развитие, стали более надежными и компактными, а также стали дешевле.

Режим работы LIBS, подробно

 

Для характеристики химического состава в секторе рециклирования металлов используются надежные измерительные лазеры, которые работают с частотой повторения от 20 до 100 кГц при постоянной мощности лазера. Благодаря получающемуся короткому времени измерения даже небольшие объекты могут быть измерены на скорости конвейера до 3 м / с, проанализированы и затем отсортированы. Чтобы обеспечить независимость в отношении изменения формы и высоты объектов измерения при сохранении высокой аналитической точности, оптимальная глубина резкости настраивается автоматически перед каждым отдельным измерением (автофокусировка).

 

Необязательно, функция предварительной очистки (пути измерения) может быть использована путем включения второго лазера. В этой конфигурации лазер предварительной очистки удаляет материал поверхности в пределах определенного пути. Впоследствии анализирующий лазер направляется именно на этот путь. С помощью этого метода перед измерением удаляются многие виды покрытий, например, лакокрасочные покрытия или анодные пленки. Соответственно, использование лазера предварительной очистки повышает аналитическую точность.

Методы калибровки, хранящиеся в единице измерения, регулярно анализируют концентрации легирующих элементов Cu, Fe, Mg, Mn, Si, Zn и Cr. Доступные диапазоны концентрации соответствуют спецификациям EN573. По желанию заказчика анализ может охватывать дополнительные элементы. Со ссылкой на результаты объект затем присваивается категории клиента (здесь, в частности, алюминиевой группе).

 

Резюме

Сортировочная установка Steinert LSS обеспечивает технологию, которая способствует дальнейшему завершению цикла сырья и получению ценных металлических изделий без снижения качества в производственном цикле. Этот метод представляет собой полностью автоматизированную систему сортировки лома, особенно дробленых отходов штамповки от алюминиевой промышленности. Он разделяет алюминиевые сплавы серий 5xxx и 6xxx на партии с изолированным типом и идеально подходит для штамповки отходов размером от 20 до 60 мм и длиной от 60 до 150 мм.

 

Система сортировки состоит из датчика LIBS, специального изолирующего механизма, очистных модулей для пневматической сепарации и конвейерной системы с объемным распознаванием объектов, разработанных специально для этого применения.